[发明专利]一种小型太阳能海水淡化装置

说明书

本发明提供的一种小型太阳能海水淡化装置，海水蒸发罐内的水面加热板将太阳能转换成热能蒸发海水，水蒸汽在冷凝器内冷凝成水。采用一根可变形软管作海水进入排出管，兼有海水进入、海水排出、水位控制等多项功能，而且操作简便可靠。采用一根可变形软管作淡水排出管，使冷凝器兼备储水功能。在冷凝器和海水蒸发罐侧面设空气排出管，保证了冷凝器不会因为储水封闭，空气难排而影响水蒸汽冷凝。空气排出管与蒸汽流入管分布在海水蒸发罐的两对角，有效排除空气，提高了冷凝器的换热能力。海水蒸发罐高度因此可压缩到20厘米以内，太阳能海水淡化装置小型化目标得到实现。

所属技术领域

本发明涉及一种海水淡化装置，具体为一种小型太阳能海水淡化装置。

背景技术

早在十六世纪，英国女王就颁布过一道命令：对发明廉价海水淡化法的人，给予一万英镑的奖金。至今没有人获得这笔奖金。英国政府宣布女王当年的悬赏仍然有效。2014年，英国“经度奖”也将开发低成本可持续性海水淡化技术列为六个候选的科学难题之一。

纵观海水淡化技术发展史，虽然热法、膜法、离子交换法、电渗析法、水合物法、溶剂萃取法等海水淡化技术不断出现，太阳能海水淡化技术仍处于研究发展和小型试验阶段。但是，太阳能海水淡化技术最有可能成为低成本可持续性海水淡化技术。因为在海边和海岛，太阳能丰富，海水充足。只要有高效的太阳能海水淡化装置将两者充分利用，就能低成本地制取大量淡水。中国发明专利201710028482.5将太阳能收集、海水蒸发、冷凝潜热回收集中在一个海水蒸发罐中完成，在罐内循环利用潜热蒸发海水。为太阳能海水淡化技术开辟了一条新技术路线。可是，该太阳能海水淡化技术方案并不是最佳方案。该技术方案没有解决如何最大限度利用太阳能淡化海水的问题，没有找到如何降低装置制造成本方向，利用海水蒸发罐侧面吸收太阳能的技术思路阻碍太阳能海水淡化装置向小型化发展。在海水淡化过程中，海水表面的水分子吸热变成水蒸汽，水蒸汽在冷凝器内放热冷凝成液态水，海水吸收热量温度上升。海水温度上升减少水分子汽化所需太阳能，可以蒸发更多水分子，有利于提高淡水产量；海水温度上升也缩小水蒸汽与海水温差，冷凝器的冷凝能力降低，有可能导致部分水蒸汽无法冷凝成水，直接排出海水淡化装置。所以，必然存在一个海水温度，使水蒸发和水蒸汽冷凝在水蒸汽排出海水淡化装置的临界点保持平衡。这个海水温度就是太阳能海水淡化装置的最佳运行温度。保持太阳能海水淡化装置在接近最佳运行温度运行，降低海水蒸发罐高度，就能最大限度利用太阳能淡化海水并降低装置制造成本，实现太阳能海水淡化装置小型化。

发明内容

本发明的目的是实现太阳能海水淡化装置小型化，设计出一种运行温度尽可能接近最佳运行温度的太阳能海水淡化装置。

为了实现上述目的，本发明的方案是：其结构包括海水蒸发罐、冷凝器、海水流入排出管、水面加热板、蒸汽流入管，淡水流出管，空气排出管，支架。其特征在于：海水蒸发罐水平安放在支架上。海水蒸发罐内底部安装冷凝器。冷凝器与海水蒸发罐顶面之间放置水面加热板。水面加热板漂浮在海水蒸发罐内海水面上。蒸汽流入管在冷凝器顶面连通冷凝器，蒸汽流入管进口在水面加热板与海水蒸发罐顶面之间。淡水流出管在冷凝器底面连通冷凝器，淡水流出管穿过海水蒸发罐底面连通大气。海水蒸发罐外的淡水流出管是可变形软管，淡水流出管悬挂在海水蒸发罐侧面上。淡水流出管端口位置高于冷凝器顶面位置。空气排出管在冷凝器上部侧面连通冷凝器，空气排出管穿过海水蒸发罐侧面连通大气。空气排出管与蒸汽流入管分布在海水蒸发罐的两对角。海水流入排出管在海水蒸发罐底面连通海水蒸发罐。海水流入排出管是可变形软管，海水流入排出管悬挂在海水蒸发罐侧面上。海水流入排出管端口位置低于蒸汽流入管进口，海水流入排出管端口位置是海水蒸发罐内海水最高水位。海水蒸发罐顶面用透明绝热材料封闭。

所述冷凝器是有多根两端口在顶面和底面的换热管的中空柱体，冷凝器顶面连通蒸汽流入管，冷凝器上部侧面连通空气排出管，冷凝器底面连通淡水流出管，蒸汽流入管与空气排出管布置在冷凝器的两对角。

所述海水蒸发罐顶面由透明绝热材料制成。